電動(dòng)汽車充電樁系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析

柏靜

摘? ?要：在節(jié)能減排環(huán)境下，為減少環(huán)境污染問題，電動(dòng)汽車應(yīng)時(shí)而生。充電樁作為電動(dòng)汽車的重要組成部分以及重要能量來源，加強(qiáng)其研究能促進(jìn)電動(dòng)汽車的長(zhǎng)久發(fā)展。文章分析研究了充電樁的發(fā)展時(shí)期和現(xiàn)狀，對(duì)我國(guó)目前已有的充電方式以及可行性進(jìn)行了分析，探究了電動(dòng)汽車充電樁設(shè)計(jì)，具體為硬件、軟件、功能設(shè)計(jì)等方面，希望能助力我國(guó)的電動(dòng)汽車飛速發(fā)展。

關(guān)鍵詞：電動(dòng)汽車;充電樁;設(shè)計(jì)

在保護(hù)生態(tài)環(huán)境背景下，為保護(hù)人類生存環(huán)境、保障經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展，我國(guó)汽車工業(yè)逐漸向節(jié)能環(huán)保、綠色產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)變，電動(dòng)汽車作為重要組成部分也勢(shì)必朝著節(jié)能減排趨勢(shì)發(fā)展。充電樁作為電動(dòng)汽車的加油機(jī)，對(duì)其系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行研究具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1? ? 電動(dòng)汽車充電樁概述

1.1? 電動(dòng)汽車充電樁發(fā)展歷程及近況

新經(jīng)濟(jì)時(shí)代，我國(guó)工業(yè)發(fā)展飛速，但給生態(tài)環(huán)境帶來很多壓力和傷害。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)文化的發(fā)展，加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)意識(shí)、提倡節(jié)能低碳是我國(guó)社會(huì)發(fā)展必然趨勢(shì)。因此電動(dòng)汽車出現(xiàn)并逐漸推廣，目前，電動(dòng)汽車在我國(guó)整個(gè)汽車市場(chǎng)有著舉足輕重的地位，在電動(dòng)汽車推廣應(yīng)用初期，因部分配套設(shè)施沒有得到完善，所以在很大程度上阻礙、制約了電動(dòng)汽車的普及發(fā)展，隨著環(huán)境保護(hù)、可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的建立，該問題受到了相關(guān)部門的關(guān)注和重視，投入了大量的資金對(duì)電動(dòng)汽車的配套設(shè)施進(jìn)行豐富、完善，并且已經(jīng)取得了一定的成果和經(jīng)驗(yàn)，其中包含充電站、充電樁等。

1.2? 電動(dòng)汽車充電的方法

電動(dòng)汽車充電的方法主要有交流充電、直流充電。直流充電不僅限于大型的公共汽車，在很多停車場(chǎng)地都會(huì)使用，同時(shí)具備交流、直流兩種充電樁，直流充電樁相對(duì)于交流更適用于大型車的快速充電。

（1）交流充電。使用220 V，380 V交流式充電電源，推動(dòng)了電動(dòng)汽車多功能車載濾波電路、三相整流橋等充電設(shè)施的發(fā)展，能夠?qū)﹄妱?dòng)汽車的二次電池進(jìn)行實(shí)時(shí)、有效充電，耗費(fèi)時(shí)間較短，功率較高，被廣泛應(yīng)用在小型電動(dòng)汽車上。

（2）直流充電。借助地皮表面的電源，對(duì)電動(dòng)汽車的二次電池（蓄電池）實(shí)施充電行為。與交流充電方式不同，直流充電并不需要二次電池進(jìn)行作用，充電時(shí)間較快，被廣泛應(yīng)用于大型的電動(dòng)汽車以及電動(dòng)汽車快充。

2? ? 充電樁建設(shè)的兩種可行模式

2.1? 建設(shè)交流充電樁

為便利汽車充電，可以在電動(dòng)汽車的停放場(chǎng)地建造相應(yīng)數(shù)量的交流充電樁，所用的220 V，380 V交流電壓是當(dāng)今汽車工業(yè)中普遍存在的，相對(duì)容易獲取，所以可以使用兩種交流電壓形式。家用電動(dòng)車或者小型電動(dòng)車都可以，最大特點(diǎn)是電動(dòng)汽車可以隨時(shí)利用閑暇時(shí)間進(jìn)行充電，使用便捷。

2.2? 建設(shè)直流充電樁

與交流充電樁不同，直流充電樁更適合大型的電動(dòng)汽車充電，在大型電動(dòng)汽車停放場(chǎng)地建立直流充電樁，能夠使大型的電動(dòng)汽車迅速充電。因?yàn)橹绷鞒潆姌兜墓β势螅苋菀讓?duì)電動(dòng)汽車的電網(wǎng)造成損害，因此必須定期對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)。

3? ? 電動(dòng)汽車充電樁設(shè)計(jì)

3.1? 硬件設(shè)計(jì)

電動(dòng)汽車的組成構(gòu)件相對(duì)復(fù)雜、數(shù)量多，基本組成和構(gòu)件主要為系統(tǒng)板、感應(yīng)卡讀卡器、指示燈等。在電動(dòng)車的主要結(jié)構(gòu)組成中，系統(tǒng)板是最重要的組成構(gòu)件，不僅能夠?qū)φ麄€(gè)充電流程進(jìn)行監(jiān)控，還能夠借助通信功能將充電設(shè)備的充電數(shù)據(jù)保存并傳輸給后臺(tái)。

3.2? 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.2.1? 系統(tǒng)工作流程

當(dāng)電動(dòng)汽車電量不足需要充電時(shí)，駕駛員只需要把IC讀卡器放在刷卡區(qū)，根據(jù)顯示屏的指示進(jìn)行操作，與充電口相連接，選擇相應(yīng)的充電方式進(jìn)行充電即可。在充電過程中，系統(tǒng)板檢測(cè)系統(tǒng)會(huì)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)設(shè)備連接情況進(jìn)行檢查、把控，一旦出現(xiàn)錯(cuò)誤連接或接觸不嚴(yán)等情況，會(huì)第一時(shí)間作出指示、發(fā)出警報(bào)、終止充電功能。

3.2.2? 功能模塊設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)充電樁軟件系統(tǒng)時(shí)，必須嚴(yán)格按照系統(tǒng)的編寫模塊進(jìn)行操作，保證軟件設(shè)計(jì)系統(tǒng)的科學(xué)性以及可操作性，而且還能夠推進(jìn)充電樁系統(tǒng)的功能拓展?？梢詫⒊潆姌断到y(tǒng)的功能板塊，拓展成多個(gè)工作板塊，主要包含主控板塊、計(jì)量計(jì)費(fèi)、安全模塊等，具體功能拓展框架如圖1所示。

3.2.3? 環(huán)境及電磁兼容設(shè)計(jì)

電動(dòng)汽車充電樁通常都被建設(shè)在室外，容易受天氣影響，對(duì)軟件系統(tǒng)造成損害。除此之外，電動(dòng)汽車本身屬于電力設(shè)備，必須要有抗電磁干擾能力，保證系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行。對(duì)電動(dòng)汽車充電樁進(jìn)行架構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，可以使用交叉和覆蓋的方法，不僅能夠增強(qiáng)對(duì)電樁體的保護(hù)，而且有利于樁體的空氣流通，提升散熱能力。

4? ? 結(jié)語

電動(dòng)汽車充電樁裝置由多個(gè)構(gòu)件組成，具體有硬件、軟件系統(tǒng)以及環(huán)境、電磁兼容等部分，其功能模塊設(shè)計(jì)包含多個(gè)模塊，具體為打印部分、遠(yuǎn)程通信部分、安全模塊等。在整個(gè)系統(tǒng)建設(shè)過程中，必須確認(rèn)每個(gè)環(huán)節(jié)和流程，保證充電樁系統(tǒng)正常運(yùn)行，推動(dòng)電動(dòng)汽車的發(fā)展。

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